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轮边减速器

/wheel-side reducer/
条目作者林腾蛟

林腾蛟

最后更新 2022-12-23
浏览 927
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经过变速器、主传动驱动半轴后,在半轴和驱动轴之间加设行星齿轮或其他形式的齿轮减速机构。

英文名称
wheel-side reducer
所属学科
机械工程

重型货车、越野汽车、起重机、挖掘机、重型自卸车、大型牵引车及坦克等需要有较大的牵引力,由于其车速相对较低,故其传动系统的低档总传动比很大。为了使变速器、分动器、传动轴等部件不承受过大载荷,满足较大主传动比、较大离地间隙以及在坏路和无路地区具有良好通过性的要求,常常在驱动轮近旁安装轮边减速器。

轮边减速器在车轮的轮毂内,使得整个驱动桥结构更加紧凑,有利于减小传动部件的结构尺寸,其工作原理为:主减速器传递的转速和转矩经过轮边减速器降速增扭后传递到车轮,使车轮能够在地面附着力的反作用下,产生较大驱动力,从而改善主减速器各零部件的受力情况。

根据齿轮及其布置形式,轮边减速器分为圆柱齿轮式和行星齿轮式两种类型。

圆柱齿轮式轮边减速器由一对圆柱齿轮构成,其布置方案主要有以下两种:①主动齿轮置于从动齿轮的垂直上方;②主动齿轮置于从动齿轮的垂直下方。方案①可以增加汽车的离地间隙,提高汽车在坏路上及无路地区的通过性;某些双层公交车采用方案②,从而降低汽车的质心高度和车厢底板高度,提高汽车的稳定性和乘客上下车的便利性。

行星齿轮式轮边减速器具有结构紧凑、回程间隙小、精度高、使用寿命长、额定输出转矩大等特点。常用结构形式如下。

①单级圆柱行星齿轮机构。工程机械驱动桥的轮边减速器通常采用单级圆柱行星齿轮机构,根据太阳轮、齿圈和行星齿轮架等相关零部件在轮边减速器中的不同作用方式,其具体结构方案可以分为三种:一是太阳轮为主动件,齿圈为从动件,行星齿轮架为固定件结构(图1a);二是太阳轮为主动件,行星齿轮架为从动件,齿圈为固定件结构(图1b);三是齿圈为主动件,行星齿轮架为从动件,太阳轮为固定件结构(图1c)。在重型汽车上大多采用第二种传动方案(图1b),即太阳轮与半轴花键连接,行星架与轮毂固定连接,内齿圈与驱动桥壳固定连接的传动方式。

图1 单级圆柱行星齿轮式轮边减速器结构方案简图1 太阳轮 2 齿圈 3 行星齿轮架 4 行星齿轮 5 半轴 6 桥壳 7 驱动车轮图1 单级圆柱行星齿轮式轮边减速器结构方案简图

②多级轮边行星齿轮机构。多级行星轮边减速器根据减速级数可以分为二级行星齿轮减速器(图2)和三级行星齿轮减速器(图3)。大型矿用自卸车、装载机等通常采用多级行星轮边减速器,并依据车辆的吨位大小来确定减速器级数,二级行星齿轮减速器一般用于吨位较小的情况,三级行星齿轮减速器一般用于吨位较大的情况。

图2 二级行星齿轮减速器传动原理r 系统输入轴 a1、a2一级、二级太阳轮 c1、c2一级、二级行星轮 b1、b2一级、二级内齿圈  H1、H2一级、二级行星架
图2 二级行星齿轮减速器传动原理

图3 三级行星齿轮减速器传动原理r 系统输入轴 a1、a2、a3一级、二级、三级太阳轮  c1、c2、c3一级、二级、三级行星轮 b1、b2、b3一级、二级、三级内齿圈 H1、H2、H3一级、二级、三级行星架图3 三级行星齿轮减速器传动原理

轮边减速器被广泛应用于运输、能源、军事、工程机械等领域。在交通运输领域,如微型越野汽车的断开式后驱动桥中采用圆柱齿轮式轮边减速器,以提高其通过性;重型货车采用行星齿轮式轮边减速器以减小其他各部件体积,并提高传递转矩能力。在能源领域,如矿用自卸车多数采用二级或三级行星齿轮式轮边减速器以增加自卸车的载重量。在军事领域,大型牵引车和坦克等军事车辆通常采用轮边减速器提高车轮的驱动力,进而增强其机动性能。在工程机械领域,如挖掘机与装载机需频繁的正、反转且要求低速、大牵引力,因此在轮毂处安装行星齿轮式轮边减速器以获得合适的减速比和大转矩。

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